TW201915563A - 光學感測裝置及結構光投射器 - Google Patents

光學感測裝置及結構光投射器 Download PDF

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Abstract

一種光學感測裝置包括一結構光投射器以及一感測器。結構光投射器用以將一結構光投射至一物體。結構光投射器包括一光源、一繞射光學元件以及一液晶透鏡模組。光源用以發出一光束。繞射光學元件配置於光束的路徑上，且用以產生繞射圖案以形成結構光。液晶透鏡模組配置於光束的路徑以及結構光的路徑的至少一者上，且能夠控制至少兩個對焦態之間的對角。感測器與結構光投射器相鄰且用以感測自物體反射的結構光。一種結構光投射器也被提出。

Description

光學感測裝置及結構光投射器
本發明是有關於一種感測裝置及光投射器，且特別是有關於一種光學感測裝置及結構光投射器。
目前三維感測（3D sensing）的主流技術分為飛行時間法（time of flight；TOF）以及結構光技術（structured illumination）。TOF技術是利用脈衝雷射（pulsed laser）以及互補式金屬氧化物半導體（CMOS）感測器來測量光反射時間換算成距離。因成本以及構造，一般較適合長距離的物體解析。在結構光技術，利用紅外光源（IR source）投影到繞射元件（diffractive optical element；DOE）以產生二維的繞射圖案，再利用感測器來收集反射光。物體的三維距離可利用三角法來換算出來。結構光技術受限於具有固定焦距的投影鏡頭，因此繞射圖型清楚成像的距離也是有限制的，最終導致可被解析物體的距離侷限於一小範圍內。
為解決上述結構光技術的問題，有人提出在鏡組中加入變跡透鏡（apodized lens）以產生多個焦距的系統。然而，此做法會犧牲掉光效率以及二維繞射圖案的點數以及解析度。
本發明提供一種利用液晶來控制結構光的對焦的光學感測裝置。
本發明提供一種利用液晶來控制結構光的對焦的結構光投射器。
本發明的一實施例提出一種光學感測裝置，適用於偵測物體或物體的特徵。光學感測裝置包括結構光投射器以及感測器。結構光投射器用以將一結構光投射至該物體。結構光投射器包括光源、繞射光學元件以及液晶透鏡模組。光源用以發出一光束。繞射光學元件配置於光束的路徑上，且用以產生繞射圖案以形成結構光。液晶透鏡模組配置於光束的路徑以及結構光的路徑的至少一者上，且能夠控制至少兩個對焦態之間的對焦。感測器與結構光投射器相鄰，用以感測一反射光。反射光為結構光自物體的反射。
本發明的一實施例提出一種結構光投射器。結構光投射器包括光源、繞射光學元件以及液晶透鏡模組。光源用以發出一光束。繞射光學元件配置於光束的路徑上，且用以產生繞射圖案以形成結構光。液晶透鏡模組配置於光束的路徑以及結構光的路徑的至少一者上，且能夠控制至少兩個對焦態之間的對焦。
基於上述，本發明實施例的結構光投射器包括至少一具有可調變焦距的液晶透鏡模組。在結構光投射器內提供具有可調變焦距的液晶透鏡模組增加了結構光可聚焦的範圍。此外，可以獲得利用上述結構光投射器的小型光學感測器。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下將配合圖式詳細說明例示性實施例，關連圖式中的相同元件或等同元件，則盡可能的援用相同的參考標號以及陳述。
另外，為了易於描述，本文中可使用諸如「之下（underlying）」、「下方（below）」、「下（lower）」、「上覆（overlying）」、「上（upper）」、「頂（top）」、「底（bottom）」、「左（left）」、「右（right）」及類似者的空間相對術語，來描述如圖中所繪示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪的定向以外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。裝置可以其他方式定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解譯。
圖1是依照本發明一實施例的光學感測裝置10的示意圖。圖1中示出的光學感測裝置10是一種利用結構光來偵測物體的感測裝置。具體而言，光學感測裝置10包括結構光投射器100以及與結構光投射器100相鄰的感測器104。結構光投射器100是用以向物體102產生結構光SL，而感測器104是用以感測自物體102反射的結構光SL。結構光SL可包括但不限於將光圖案投影到物體102的多重光束，例如：一系列的線、圈、點或類似者。其中線、圈、點或類似者可有序排列或無序排列。物體102可為例如手掌、人臉或任何具有三維特徵的物體。當結構光SL投射到物體102時，結構光SL的光圖案會因物體102的凹凸表面而變形。該變形的結構光SL隨後自物體102反射，該反射的光穿過開口106到達感測器104。舉例而言，開口106可包括透鏡、孔、透明罩等。感測器104感測在物體102上的光圖案的變形以計算出物體102表面的深度，亦即，物體102表面上的點至感測器104之間的距離。感測器104可連接到用以計算物體102的三維特徵的處理器（圖中未示出）。
圖2是依照本發明實施例的結構光投射器100的剖面示意圖。結構光投射器100包括光源110、液晶透鏡模組120以及繞射光學元件130。配置於結構光投射器100一端的光源110是用以發出光束LB。光源110可為發光二極體（LED）、雷射二極體、邊射型雷射（edge emitting laser）、垂直共振腔面射型雷射（vertical-cavity surface-emitting laser；VCSEL）或任何其他能發出可見或不可見（例如：紅外光（IR）或紫外光（UV））光束LB。在一些實施例，光源110可為單一IR雷射二極體，在其他一些實施例光源110可為IR雷射二極體陣列，形成光源110的光源的數量不限於此。
結構光投射器100更包括配置於光束LB路徑上的液晶透鏡模組120。液晶透鏡模組120能夠控制光束LB的對焦狀態以為結構光投射器100提供至少兩個對焦狀態。可選擇性的將偏振片（圖中未示出）放置在光束LB上液晶透鏡模組120前以為液晶透鏡模組120提供偏振光束LB。
如圖2所示，繞射光學元件130配置於光束LB的路徑上且在液晶透鏡模組120之後。然而，繞射光學元件130與液晶透鏡模組120的配置順序不限於此。在一些實施例中，繞射光學元件130可配置於光束LB的路徑上且在液晶透鏡模組120之前。在一些實施例，甚至可以置於光束LB的路徑上且於液晶透鏡模組120的多個元件之間。繞射光學元件130是一種用以產生繞射圖案的光學元件，用以產生如上述參考圖1所述的結構光SL。舉例而言，繞射光學元件130可包含將光束LB分光至多個點的圖案，或者是將光束LB塑造至網格線的圖案，但不限於此。為簡易起見，以下將通過繞射光學元件130的光束LB稱為結構光SL。此外，為了易於描述，提供互相垂直的x-方向以及z-方向。舉例而言，在本實施例中，將z-方向定為垂直於光源110發光的表面的方向。
圖3A至圖3C示出依照本發明一些實施例的各種不同的結構光投射器200a至200c的剖面示意圖。結構光投射器200a至200c與圖2示出的結構光投射器100類似。結構光投射器200a至200c與結構光投射器100之間的差別在於結構光投射器200a至200c包括液晶透鏡單元122以及固態透鏡124而不包括液晶透鏡模組120。在一些實施例中，液晶透鏡單元122與固態透鏡124的組合可做為圖2的液晶透鏡模組120。
參考圖3A，固態透鏡124配置於光束LB的路徑上且位於繞射光學元件130以及光源110之間，而液晶透鏡單元122配置於光束LB的路徑上且位於固態透鏡124與繞射光學元件130之間。在圖3B中，固態透鏡124配置於光束LB的路徑上且位於繞射光學元件130以及光源110之間，而液晶透鏡單元122配置於繞射光學元件130上遠離光源110的一側。換句話說，液晶透鏡單元122配置於結構光SL的路徑上。在圖3C中，固態透鏡124配置於光束LB的路徑上且位於繞射光學元件130以及光源110之間，而液晶透鏡單元122配置於光束LB的路徑上且位於固態透鏡124與光源110之間。
在一些實施例之中，固態透鏡124可為單一透鏡或一具有多透鏡的組合，其限定了結構光投射器200a的主要焦距。在一些實施例中，固態透鏡124在光束LB進入液晶透鏡單元122或繞射光學元件130前使光束準直。在一些實施例中，液晶透鏡單元122具有可調變焦距且包含至少一液晶包層（liquid crystal cell layer）。可藉由施加電壓來控制液晶透鏡單元122內的液晶分子（圖中未示出）的定向來控制液晶透鏡單元122的焦距。
圖4A至圖8揭露可作為圖2中液晶透鏡模組120的液晶透鏡模組的一些實施例。在一些實施例中，圖4A至圖8所揭露的液晶透鏡模組可作為圖3A至圖3C的液晶透鏡單元122，且本發明不限於此。
圖4A及圖4B是依照本發明的一實施例的液晶透鏡模組220的剖面示意圖。液晶透鏡模組220包括第一基板224a、第二基板224b以及液晶層222。液晶層222在垂直方向（z-方向）包夾於第一基板224a與第二基板224b之間。液晶層222每個部位的有效折射率與施加於第一電極230a以及第二電極230b的電壓有關，其中第一電極230a配置於第一基板224a之上介於液晶層222與第一基板224a之間，第二電極230b配置於第二基板224b之上介於液晶層222與第二基板224b之間，且電壓由電源228提供。液晶透鏡模組220進一步包括分別配置於第一電極230a以及第二電極230b上且與液晶層222相對兩側接觸的配向膜232。配向膜232a及配向膜232b具有表面紋理，用以藉由控制液晶分子226的預傾角以及極角來將液晶分子226提供初始定向。所述預傾角是指液晶分子226的長軸與垂直於z-方向的面之間的角度；所述極角是指液晶分子226的長軸在垂直於z-方向的面上與一固定軸（例如：沿x-方向）之間的角度。用於本實施例配向膜232的材料可為聚合物（例如：聚酰亞胺），但不限於此。
參考圖4A，液晶透鏡模組220的液晶層222具有非均勻厚度。如圖4A所示，液晶層222具有一曲面以及一平面，且在中間部位為最厚。液晶層222的曲面對應到第一基板224a的曲面、彎曲的第一電極230a以及彎曲的上方配向膜232a。此外，在本實施例，當電極230a及230b與電源228斷開時，液晶層222內所有的液晶分子226實質上以相同定向排列。也就是說，所有液晶分子226的長軸沿水平x-方向，其中x-方向與z-方向正交。當電極230a與230b與電源228導通時，如圖4B所示，液晶分子226的定向經旋轉以至長軸與z-方向排列。
在本實施例，圖4A至4B的液晶透鏡模組220可做為折射透鏡（refractive lens）。具體而言，當液晶透鏡模組220未與電源228連接時，液晶層222具有第一有效折射率使得當與液晶透鏡模組220的凸型結合時，沿z-方向進入的光會聚焦到第一焦距F1。在圖4B中，當液晶透鏡模組220與電源228連接，液晶分子226沿z-軸的排列會將液晶層222的有效折射率改變為第二有效折射率，使得當與液晶層222的凸型結合時，沿z-方向進入的光會聚焦到第二焦距F2。因此，液晶透鏡模組220的焦距可藉由打開或關閉電源228來控制。
圖5是依照本發明一實施例的液晶透鏡模組320的剖面示意圖。液晶透鏡模組320包括第一基板224a、第二基板224b、液晶層222、第一電極230a、第二電極230b以及配向膜232a及232b，其佈置類似於液晶透鏡模組220。參照圖5，液晶透鏡模組320與液晶透鏡模組220之間的差別在於第一基板224a、第一電極230a、第二電極230b以及第一配向膜232a的形狀。具體而言，在圖5中，第一基板224a是一在z-方向上具有均勻厚度的基板，第一電極230a以及第一配向膜232a是平的，且第二電極230b以及第二配向膜232b是階梯狀的。基於第二電極230b以及第二配向膜232b為階梯狀，液晶層222具有非均勻厚度的液晶層，具有繞射透鏡的光學特性。舉例而言，第二電極230b以及第二配向膜232b的階梯狀可經設計使得跟隨所述階梯狀的液晶層222可為一種菲涅耳透鏡（Fresnel lens），但本發明不限於此。類似於液晶透鏡模組220，可以通過在第一電極230a和第二電極230b之間施加電壓來控制液晶透鏡模組320的焦距。
圖6A是依照本發明一實施例的液晶透鏡模組420a的剖面示意圖。
在圖6A中，液晶透鏡模組420a包括第一基板224a、第二基板224b、液晶層222、第二電極230b以及配向膜232a及232b，其佈置類似於液晶透鏡模組220。參照圖6A，液晶透鏡模組420a與液晶透鏡模組220之間的差別在於第一基板224a、第一電極230a以及第一配向膜232a。具體而言，在圖6A中，第一基板224a是在z-方向上具有均勻厚度的基板，第一電極230a是在其間具有間隙或開口的圖案化電極並且設置在第一基板224a的與液晶層222相對的一側上，且第一配向膜232a是平的。因此，本實施例的液晶層222具有均勻的厚度。在一些實施例中，第一電極230a也可以設置在第一基板224a和第一配向膜232a之間，但不限於此。
基於第一電極230a的圖案，液晶層222中的電壓不均勻分佈，導致當第一電極230a連接到電源時，液晶分子226具有不一樣的定向。在一些實施例中，第一電極230a的圖案可以是圖6A中所示的圖案以外的任何其他圖案。液晶取向的不均勻分佈產生分佈式折射率。取決於折射率的分佈，液晶透鏡模組420a可以是折射透鏡或繞射透鏡。
圖6B是依照本發明一實施例的液晶透鏡模組420b的剖面示意圖。液晶透鏡模組420b類似於液晶透鏡模組420a，不同之處在於液晶透鏡模組420b進一步包括第三電極230c。第三電極230c與第一電極230a相鄰且遠離液晶層222。在本實施例中，第一電極230a和第二電極230b可以連接到第一電源428a以提供電壓V1，而第三電極230c和第二電極230b可以連接第二電源428b以提供電壓V2。第三電極230c的附加使得可進一步控制液晶層222中的電壓分佈，以提供光學性質的進一步微調。取決於折射率的分佈，液晶透鏡模組420b可以是折射透鏡或繞射透鏡。
圖7是依照本發明一實施例的液晶透鏡模組520的剖面示意圖。液晶透鏡模組520是具有均勻厚度的液晶層222的液晶透鏡模組。具體而言，液晶透鏡模組520包括第一基板224a和第二基板224b、液晶層222、第二電極230b以及配向膜232a和232b，其佈置類似於液晶透鏡模組420a。液晶透鏡模組520和液晶透鏡模組420a之間的差異在於第一電極230a的位置和第二電極230b的結構。具體而言，在圖7中，第一電極230a設置在第一基板224a和第一配向膜232a之間，且第二電極230b是像素化電極。第二電極230b包括連接到電源228的至少一個電極530a和與電極530a相鄰設置的至少一個浮動電極530b，以形成像素化結構。浮動電極530b藉由配置於其之間的絕緣體來分開，例如由第一配向膜232b的一部分來分開，如圖7所示。在一些實施例中，浮動電極530b也可以設置在第一基板230a，第二基板230b或第一基板230a和第二基板230b兩者上。第二電極230b的浮動電極530b上的電壓與相鄰電極530a相關。浮動電極530b提供更多的電壓變化間距，以更好地控制液晶層222中的液晶分子的定向。或者，浮動電極530b中的一些或全部也可以單獨連接到其他電源，以進一步控制液晶分子。取決於折射率的分佈，液晶透鏡模組520可以是折射透鏡或繞射透鏡。
圖8是依照本發明一實施例的液晶透鏡模組620的剖面示意圖。液晶透鏡模組620類似於液晶透鏡模組520，差別在於液晶透鏡模組620具有像素化的第一電極230a，並且進一步包括設置在像素化的第一電極230a和第一配向膜232a之間的高阻抗材料層640。高阻抗材料層640在電極之間提供連續變化的電壓，因此改善了所形成圖像的質量。高阻抗材料層640的片電阻範圍介於109 至1014 歐姆每平方（Ω/ sq）。舉例而言，高阻抗材料層640由半導體材料（包括III-V族半導體化合物或II-VI半導體化合物的）或聚合物材料（包括聚二氧乙基噻吩（poly(3,4-ethylenedioxythiophene)；PEDOT）））製成。當然，高阻抗材料層640可以在上述任何液晶透鏡模組中實現，並且可以具有任何其他圖案。本發明不限於此。
圖9是依照本發明一實施例的液晶層222的俯視（即，沿z-方向）示意圖。具體而言，圖9是液晶層222內的液晶分子因配向膜的控制的而在x-y平面上的示例性佈置圖案。圖9中提供的y-方向垂直於x和z方向。如圖9所示，液晶分子的極角由配向膜控制，以形成Pancharatnam-Berry相液晶透鏡。可以通過具有不同表面圖案的配向膜來形成其他液晶透鏡，本發明不限於此。
圖10A及圖10B是依照本發明一實施例的液晶透鏡模組720的剖面示意圖。在圖10A及圖10B中，液晶透鏡模組720包括液晶單元722和異向性透鏡（anisotropic lens）724，其中液晶單元722連接到電源228。在液晶透鏡模組720中，液晶單元722設置在沿垂直於x和z方向偏振的光的路徑上（如圖10A所示的偏振光LP）。液晶單元722被配置為控制入射光的偏振。
參照圖10A和10B，當液晶單元722處於關閉狀態（未施加電壓）時，入射光的偏振不受影響，當液晶單元722處於導通狀態（施加電壓）時，入射光的偏振旋轉90度至x方向。換句話說，當液晶單元722打開時，液晶單元做為半波片以改變入射光的偏振。異向性透鏡724設置在穿過液晶單元722的光路上。異向性透鏡724的折射率（亦即焦距）取決於光的偏振，例如當光在異向性透鏡的光軸A1方向上偏振時，折射率最大，當光的偏振方向與光軸A1正交時，折射率最小。因為液晶單元722的打開和關閉會改變光的偏振，所以異向性透鏡的焦距也改變。液晶透鏡模組720也被稱為被動式液晶透鏡，因為液晶單元不主動聚焦或發散光。
如上所述施加到液晶透鏡模組、液晶透鏡單元和液晶單元的電極的電壓分佈可以由耦合到電極的控制器控制。在一些實施例中，控制器例如是中央處理單元（CPU）、微處理器、數位信號處理器（digital signal processor；DSP）、可程式化控制器、可程式化邏輯元件（programmable logic device；PLD）或其他類似元件，或者所述元件的組合，不受本發明的特別限制。此外，在一些實施例中，控制器的每個功能可以多個程式碼實現。這些程式碼將儲存在儲存器或非暫時性儲存介質中，以便這些程式碼可以由控制器執行。或者，在一實施例中，控制器的每個功能可以一個或多個電路實現。本發明不旨在限制控制器的每個功能是通過軟件還是硬件實現。
藉由在結構光投射器中提供具有可調變焦距的液晶透鏡，結構光投射器的聚焦範圍變得可調並且能夠涵蓋更寬的範圍，使得能夠測量3D物體上不同距離處的特徵。此外，與聚焦鏡頭中的傳統音圈馬達（voice coil motor；VCM）相比，使用液晶透鏡的光學投射器具有更小型和低功耗的優點。因此，本發明的光學投射器可以容易地安裝在移動電子裝置中，為移動電子裝置提供3D感測的特徵。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧電子裝置
102‧‧‧物體
100、200a、200b、200c‧‧‧結構光投射器
104‧‧‧感測器
106‧‧‧開口
110‧‧‧光源
120、220、320、420a、420b、520、620、720‧‧‧液晶透鏡模組
122‧‧‧液晶透鏡單元
124‧‧‧固態透鏡
130‧‧‧繞射光學元件
222‧‧‧液晶層
224a‧‧‧第一基板
224b‧‧‧第二基板
226‧‧‧液晶分子
228、428a、428b‧‧‧電源
230a‧‧‧第一電極/電極
230b‧‧‧第二電極/電極
230c‧‧‧第三電極/電極
232a‧‧‧配向膜/第一配向膜
232b‧‧‧配向膜/第二配向膜
530a‧‧‧電極
530b‧‧‧浮動電極
640‧‧‧高阻抗材料層
722‧‧‧液晶單元
724‧‧‧異向性透鏡
A1‧‧‧光軸
F1、F2‧‧‧焦距
SL‧‧‧結構光
LB‧‧‧光束
LP‧‧‧偏振光
圖1是依照本發明一實施例的光學感測裝置的示意圖。 圖2是圖1的結構光投射器的剖面示意圖。 圖3A至3C是依照本發明至少一實施例的另一結構光投射器的剖面示意圖。 圖4A以及圖4B是依照本發明至少一實施例的圖2的不同液晶透鏡模組於兩個不同狀態下的剖面示意圖。 圖5至8是依照本發明至少一實施例的圖2的不同液晶透鏡模組的剖面示意圖。 圖9是依照本發明至少一實施例的液晶層的俯視示意圖。 圖10A至10B是依照本發明至少一實施例的另一液晶透鏡模組於兩個不同狀態下的剖面示意圖。

Claims (18)

  1. 一種光學感測裝置，用以偵測一物體或該物體的特徵，該光學感測裝置包括： 一結構光投射器，用以將一結構光投射至該物體，且包括： 一光源，用以發出一光束； 一繞射光學元件，配置於該光束的路徑上，且用以產生繞射圖案以形成該結構光；以及 一液晶透鏡模組，配置於該光束的該路徑以及該結構光的路徑的至少一者上，且能夠控制至少兩個對焦態之間的對焦；以及 一感測器，與該結構光投射器相鄰，用以感測一反射光，其中該反射光為該結構光自該物體的反射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學感測裝置，其中該液晶透鏡模組包括： 一固態透鏡，配置於該光束的該路徑上，介於該繞射光學元件與該光源之間；以及 一液晶透鏡單元，配置於該光束的該路徑上或該結構光的該路徑上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該液晶透鏡單元配置於該繞射光學元件與該固態透鏡之間。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的光學感測裝置，其中該液晶透鏡單元配置於該固態透鏡與該光源之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光學感測裝置，其中該液晶透鏡模組為一折射透鏡或一繞射透鏡，包括： 一液晶層，具有均勻厚度或非均勻厚度，其中該液晶層內的液晶分子的定向是可調的；以及 一圖案化結構，配置於該液晶層的至少一側上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光學感測裝置，其中該圖案化結構包括配置於該液晶層的至少一側上的經圖案化電極，用以控制該液晶層內的電壓分佈，其中該經圖案化電極為孔型電極、彎曲型電極或像素電極。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光學感測裝置，其中該液晶透鏡模組更包括配置與相鄰該經圖案化電極的高阻抗材料層，以提供在液晶層內的電壓分佈連續變化。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的光學感測裝置，其中在該液晶層內形成一配向膜以控制該液晶層內的該液晶分子的預傾角或極角。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光學感測裝置，其中該液晶透鏡模組是一被動式液晶透鏡，包括： 一液晶透鏡單元，用以控制所通過的該光束或該結構光的偏振方向；以及 一異向性透鏡，用以使通過該液晶透鏡單元的該光束或該結構光聚焦，其中該異向性透鏡對該光束或該結構光的兩種不同偏振方向具有不同的折射率。
  10. 一種結構光投射器，包括： 一光源，用以發出一光束； 一繞射光學元件，配置於該光束的路徑上，且用以產生繞射圖案以形成該結構光；以及 一液晶透鏡模組，配置於該光束的該路徑以及該結構光的路徑的至少一者上，且能夠控制至少兩個對焦態之間的對焦。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的結構光投射器，其中該液晶透鏡模組包括： 一固態透鏡，配置於該光束的該路徑上，介於該繞射光學元件與該光源之間；以及 一液晶透鏡單元，配置於該光束的該路徑上或該結構光的該路徑上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的結構光投射器，其中該液晶透鏡單元配置於該繞射光學元件與該固態透鏡之間。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的結構光投射器，其中該液晶透鏡單元配置於該固態透鏡與該光源之間。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的結構光投射器，其中該液晶透鏡模組為一折射透鏡或一繞射透鏡，包括： 一液晶層，具有均勻厚度或非均勻厚度，其中該液晶層內的液晶分子的定向是可調的；以及 一圖案化結構，配置於該液晶層的至少一側上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的結構光投射器，其中該圖案化結構包括配置於該液晶層的至少一側上的經圖案化電極，用以控制該液晶層內的電壓分佈，其中該經圖案化電極為孔型電極、彎曲型電極或像素電極。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的結構光投射器，其中該液晶透鏡模組更包括配置與相鄰該經圖案化電極的高阻抗材料層，以提供在液晶層內的電壓分佈連續變化。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的結構光投射器，其中在該液晶層內形成一配向膜以控制該液晶層內的該液晶分子的預傾角或極角。
  18. 如申請專利範圍第10項所述的結構光投射器，其中該液晶透鏡模組是一被動式液晶透鏡，包括： 一液晶透鏡單元，用以控制所通過的該光束或該結構光的偏振方向；以及 一異向性透鏡，用以使通過該液晶透鏡單元的該光束或該結構光聚焦，其中該異向性透鏡對該光束或該結構光的兩種不同偏振方向具有不同的折射率。
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